KR20230104461A - Electrified vehicle and method of power source control for the same - Google Patents

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KR20230104461A
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Abstract

The present invention relates to an electrified vehicle and a power source management method therefor, wherein a detachable battery can be mounted additionally. The electrified vehicle according to an embodiment of the present invention comprises: a power driving part including a motor and an inverter; a main battery part electrically connected to the power driving part, including a first battery and a first battery controller for controlling the first battery, and disposed in the electrified vehicle in a fixed manner; and a direct current converter electrically connected to the main battery part and including a connector. If a detachable battery part including a second battery and a second battery controller for controlling the second battery is connected to the connector, the first battery controller may acquire second battery information output by the second battery controller.

Description

전동화 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법{ELECTRIFIED VEHICLE AND METHOD OF POWER SOURCE CONTROL FOR THE SAME}Electric vehicle and power management method therefor {ELECTRIFIED VEHICLE AND METHOD OF POWER SOURCE CONTROL FOR THE SAME}

본 발명은 탈착식 배터리를 추가로 장착할 수 있는 전동화 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrified vehicle in which a removable battery can be additionally mounted and a power management method therefor.

최근 환경에 대한 관심이 높아짐과 함께, 전기 모터를 동력원으로 구비한 전동화 차량이 증가하는 추세이다.With the recent increase in interest in the environment, the number of electrified vehicles equipped with an electric motor as a power source is increasing.

전동화 차량 이용자의 상당수가 단거리 도심 위주의 주행 패턴을 갖고 있음에도, 전동화 차량에서는 내연기관 차량의 주유 시간 대비 배터리의 충전 시간이 상대적으로 긴 편이기 때문에 일 회의 완충을 통해 주행 가능한 최대 EV(Electric Vehicle) 주행 거리가 중요하다.Although a significant number of electrified vehicle users have short-distance city-centered driving patterns, the maximum EV (Electric Vehicle) mileage is important.

그러나, EV 주행 거리를 증대시키기 위해 배터리 용량을 증대시킬 경우 차량의 중량 증가는 물론, 전동화 차량에서는 배터리 가격이 큰 비중을 차지하므로 차량 가격까지 크게 상승한다.However, when the battery capacity is increased to increase the driving distance of the EV, the weight of the vehicle is increased, and the price of the vehicle is also greatly increased because the battery price accounts for a large portion in the electrified vehicle.

일부 제조사에서는 배터리 열화로 인한 주행 거리 감소와 충전 시간의 문제를 해소하기 위하여 배터리를 탈착 가능하게 하여 교체하는 방법을 고려하기도 한다. 전동 스쿠터 등의 소형 모빌리티의 경우 저전압/저용량 배터리의 적용이 가능하여 사용자가 직접 교환할 수 있으나 차량용 대용량 배터리는 중량과 안전성 문제로 자가 교체가 어려워 전용 인프라가 요구된다. 그러나, 배터리 교체를 위한 인프라를 확충하는데는 큰 비용을 들여 부지와 교체 장비를 확보해야 하고, 인프라가 갖추어진다고 해도 교체 횟수 누적시 체결부의 물리적 손상이나 접전 소손이 있을 경우 주행 자체가 어렵게 되는 문제점도 있다.Some manufacturers consider a method of replacing the battery by making it detachable in order to solve the problem of reduced mileage and charging time due to battery deterioration. In the case of small mobility such as electric scooters, low-voltage/low-capacity batteries can be applied and users can directly replace them. However, in order to expand the infrastructure for battery replacement, it is necessary to spend a lot of money to secure the site and replacement equipment. there is.

본 발명은 탈착식 배터리를 추가로 장착할 수 있는 전동화 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an electrified vehicle capable of additionally installing a removable battery and a power management method therefor.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량은, 모터 및 인버터를 구비하는 전력 구동부; 상기 전력 구동부와 전기적으로 연결되며, 제1 배터리 및 상기 제1 배터리를 제어하는 제1 배터리 제어기를 구비하되, 상기 전동화 차량에 고정식으로 배치된 메인 배터리부; 및 상기 메인 배터리부와 전기적으로 연결되며, 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터를 통해 입력되는 충전 전력을 승압하여 상기 메인 배터리부로 전달하는 직류 변환기를 포함하되, 상기 제1 배터리 제어기는 제2 배터리 및 상기 제2 배터리를 제어하는 제2 배터리 제어기를 구비하는 탈착식 배터리부가 상기 커넥터에 연결되면, 상기 제2 배터리 제어기가 출력하는 제2 배터리 정보를 획득할 수 있다.An electric vehicle according to an embodiment of the present invention for realizing the above object includes a power drive unit having a motor and an inverter; a main battery unit that is electrically connected to the power driving unit and includes a first battery and a first battery controller that controls the first battery, and is fixedly disposed in the electrified vehicle; and a DC converter electrically connected to the main battery unit, having a connector, and boosting charging power input through the connector and transferring the boosted power to the main battery unit, wherein the first battery controller includes a second battery and the DC converter. When a removable battery unit having a second battery controller controlling a second battery is connected to the connector, second battery information output from the second battery controller may be obtained.

예를 들어, 상기 제1 배터리 제어기는, 상기 제2 배터리 정보를 상기 직류 변환기를 경유하여 획득할 수 있다.For example, the first battery controller may obtain the second battery information via the DC converter.

예를 들어, 상기 제1 배터리 제어기는, 상기 제2 배터리 정보와 상기 제1 배터리에 대한 제1 배터리 정보를 기반으로 총 가용 에너지를 판단할 수 있다.For example, the first battery controller may determine total available energy based on the second battery information and first battery information about the first battery.

예를 들어, 상기 제2 배터리 정보는 셀타입 정보 및 정격 용량 정보를 포함하고, 상기 제1 배터리 제어기는, 상기 제2 배터리의 무부하 상태 전압을 기반으로 상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)를 추정하고, 테스트 전류 인가로 측정된 결과를 기반으로 상기 제2 배터리의 내구 상태(SOH)를 추정할 수 있다.For example, the second battery information includes cell type information and rated capacity information, and the first battery controller determines the state of charge (SOC) of the second battery based on the no-load state voltage of the second battery. It is estimated, and based on a result measured by applying the test current, the endurance state (SOH) of the second battery may be estimated.

예를 들어, 상기 제1 배터리 제어기는, 셀타입별 개방 회로 전압 테이블을 기반으로 상기 충전 상태를 추정하고, 셀타입별 내부 저항 테이블을 기반으로 상기 내구 상태를 추정할 수 있다.For example, the first battery controller may estimate the state of charge based on an open circuit voltage table for each cell type and estimate the endurance state based on an internal resistance table for each cell type.

예를 들어, 상기 전동화 차량은 상기 제1 배터리 정보 및 상기 제2 배터리 정보를 기반으로 상기 제2 배터리의 에너지로 상기 제1 배터리를 충전하는 제1 충전 제어의 수행 여부를 판단하는 차량 제어기를 더 포함할 수 있다.For example, the electrified vehicle includes a vehicle controller that determines whether to perform first charging control for charging the first battery with energy of the second battery based on the first battery information and the second battery information. can include more.

예를 들어, 상기 차량 제어기는, 상기 제1 배터리가 충전 가능한 상태이고, 상기 제2 배터리가 방전 가능한 상태인 경우 상기 제1 충전 제어의 수행을 결정할 수 있다.For example, the vehicle controller may determine to perform the first charging control when the first battery is in a chargeable state and the second battery is in a dischargeable state.

예를 들어, 상기 차량 제어기는 상기 제1 충전 제어의 수행을 결정하면 충전 지령을 상기 제1 배터리 제어기로 전달하고, 상기 제1 배터리 제어기는 상기 충전 지령을 상기 제2 배터리 제어기로 전달할 수 있다.For example, when the vehicle controller determines to perform the first charging control, the vehicle controller may transmit a charging command to the first battery controller, and the first battery controller may transmit the charging command to the second battery controller.

예를 들어, 상기 제2 배터리 제어기는 상기 제1 충전 제어가 개시됨에 따라 상기 제2 배터리의 온도에 기반하여 충전 전류 또는 충전 파워를 제어할 수 있다.For example, the second battery controller may control charging current or charging power based on the temperature of the second battery when the first charging control is initiated.

예를 들어, 상기 탈착식 배터리부는 냉각팬을 더 포함하고, 상기 제2 배터리 제어기는, 상기 제1 충전 제어가 개시됨에 따라 차속과 상기 제2 배터리의 온도에 기반하여 상기 냉각팬의 동작을 제어할 수 있다.For example, the removable battery unit may further include a cooling fan, and the second battery controller may control an operation of the cooling fan based on a vehicle speed and a temperature of the second battery when the first charging control is initiated. can

예를 들어, 상기 차량 제어기는, 상기 제1 충전 제어의 수행을 결정한 후 상기 제1 배터리의 충전 상태가 목표 충전 상태에 도달하면 상기 제1 충전 제어를 중단할 수 있다.For example, the vehicle controller may stop the first charging control when the state of charge of the first battery reaches a target state of charge after determining to perform the first charging control.

예를 들어, 상기 목표 충전 상태는, 상기 제1 배터리의 가용 에너지와 상기 제2 배터리의 가용 에너지를 기반으로 판단된 총 주행 가능거리보다 전체 경로가 긴 경우, 충전 예약 지점 또는 충전 가능 지점까지 도달 가능한 충전 상태를 포함할 수 있다.For example, when the target state of charge is longer than the total driving distance determined based on the available energy of the first battery and the available energy of the second battery, a charging reservation point or a charging point is reached. Possible state of charge.

예를 들어, 상기 전동화 차량은 상기 차량 제어기가 총 요구 제동량을 판단하면 유압 제동량과 회생 제동량을 판단하는 제동 제어기를 더 포함하되, 상기 차량 제어기는 상기 판단된 회생 제동량에 따른 회생 제동을 제어함에 있어 상기 제1 배터리의 에너지로 상기 제2 배터리를 충전하는 제2 충전 제어의 수행 여부를 판단할 수 있다.For example, the electrified vehicle further includes a braking controller configured to determine a hydraulic braking amount and a regenerative braking amount when the vehicle controller determines the total required braking amount, wherein the vehicle controller performs regenerative braking according to the determined regenerative braking amount. In controlling the braking, it may be determined whether or not the second charging control for charging the second battery with the energy of the first battery is performed.

예를 들어, 상기 차량 제어기는, 상기 제1 배터리가 충전 불가 상태이고 상기 제2 배터리가 충전 가능한 상태인 경우 상기 제2 충전 제어의 수행을 결정할 수 있다.For example, the vehicle controller may determine to perform the second charging control when the first battery is in a non-rechargeable state and the second battery is in a chargeable state.

예를 들어, 상기 차량 제어기는, 상기 제1 배터리의 충전 불가 상태에 따른 회생 에너지 손실과 상기 제1 배터리의 에너지로 상기 제2 배터리를 충전함에 따른 경로 손실을 비교하고, 상기 경로 손실이 작으면 상기 제1 배터리의 충전 상태가 목표 충전 상태가 될 때까지 상기 제2 충전 제어를 수행할 수 있다.For example, the vehicle controller compares a regenerative energy loss due to a non-charging state of the first battery and a path loss due to charging the second battery with the energy of the first battery, and if the path loss is small The second charge control may be performed until the state of charge of the first battery reaches a target state of charge.

예를 들어, 상기 제1 배터리 제어기는, 상기 제2 충전 제어가 수행됨에 따라 상기 회생 제동에 의한 회생 제동 실행량을 모니터링하고, 상기 실행량만큼 상기 제2 배터리가 충전되도록 제어할 수 있다.For example, the first battery controller may monitor a regenerative braking execution amount by the regenerative braking as the second charging control is performed, and control the second battery to be charged by the execution amount.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 배터리 및 상기 제1 배터리를 제어하는 제1 배터리 제어기를 구비하되, 고정식으로 배치된 메인 배터리부를 포함하는 전동화 차량의 전원 관리 방법은, 상기 메인 배터리부와 전기적으로 연결된 직류 변환기의 커넥터에 제2 배터리 및 상기 제2 배터리를 제어하는 제2 배터리 제어기를 구비하는 탈착식 배터리부가 연결되는 단계; 상기 제2 배터리 제어기가 상기 제2 배터리에 대한 제2 배터리 정보를 출력하는 단계; 상기 제2 배터리 정보가 상기 직류 변환기를 거쳐 상기 제1 배터리 제어기에 획득되는 단계; 및 상기 제1 배터리 제어기에서 상기 제1 배터리에 대한 제1 배터리 정보와 상기 획득된 제2 배터리 배터리 정보를 기반으로 총 가용 에너지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a power management method for an electric vehicle including a first battery and a first battery controller for controlling the first battery, but including a fixedly disposed main battery unit, includes the main battery connecting a removable battery unit having a second battery and a second battery controller controlling the second battery to a connector of a DC converter electrically connected to the unit; outputting, by the second battery controller, second battery information about the second battery; acquiring the second battery information to the first battery controller through the DC converter; and determining, by the first battery controller, total available energy based on first battery information of the first battery and the obtained battery information of the second battery.

아울러, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동화 차량은, 모터 및 인버터를 구비하는 전력 구동부; 상기 전력 구동부와 전기적으로 연결되며, 제1 배터리 및 상기 제1 배터리를 제어하는 제1 배터리 제어기를 구비하되, 상기 전동화 차량에 고정식으로 배치된 메인 배터리부; 및 상기 전력 구동부와 전기적으로 연결되며, 커넥터를 구비하는 직류 변환기를 포함하되, 상기 제1 배터리 제어기는 제2 배터리 및 상기 제2 배터리를 제어하는 제2 배터리 제어기를 구비하는 탈착식 배터리부가 상기 커넥터에 연결되면, 상기 제2 배터리 제어기가 출력하는 제2 배터리 정보를 획득할 수 있다.In addition, an electrified vehicle according to another embodiment of the present invention includes a power driving unit having a motor and an inverter; a main battery unit that is electrically connected to the power driving unit and includes a first battery and a first battery controller that controls the first battery, and is fixedly disposed in the electrified vehicle; and a DC converter electrically connected to the power driving unit and having a connector, wherein the first battery controller includes a second battery and a removable battery unit having a second battery controller controlling the second battery connected to the connector. When connected, second battery information output from the second battery controller may be obtained.

상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 의해, 메인 배터리 외에 탈착식 배터리를 추가로 장착할 수 있도록 함으로써 불필요한 차량 가격 상승이나 중량 증가를 방지할 수 있다.As described above, according to various embodiments of the present disclosure, a removable battery can be additionally installed in addition to the main battery, thereby preventing an unnecessary increase in vehicle price or weight.

또한, 장착된 탈착식 배터리의 상태를 다양한 방법으로 획득하고 메인 배터리의 에너지와 통합 관리가 가능하다.In addition, it is possible to acquire the state of the mounted removable battery in various ways and to manage energy and integrated management of the main battery.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 배터리를 장착한 전동화 차량의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 전원 관리 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 배터리부의 제2 배터리 상태 추정 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 회생 제동시 전원 관리 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈착식 배터리를 장착한 전동화 차량의 일례를 나타내는 블럭도이다.
1 is a block diagram showing an example of an electrified vehicle equipped with a removable battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an example of a method for managing power of an electrified vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an example of a process of estimating a second battery state of a removable battery unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an example of a power management method during regenerative braking of an electrified vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing an example of an electrified vehicle equipped with a removable battery according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used together in consideration of ease of writing the specification, and do not have meanings or roles that are distinct from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiment disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention , it should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

또한, 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit), 차량 통합 제어기(VCU: Vehicle Control Unit) 등의 명칭에 포함된 유닛(Unit) 또는 제어 유닛(Control Unit)은 차량 특정 기능을 제어하는 제어 장치(Controller)의 명명에 널리 사용되는 용어일 뿐, 보편적 기능 유닛(Generic function unit)을 의미하는 것은 아니다. 예컨대, 각 제어기는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어기나 센서와 통신하는 통신 장치, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.In addition, a unit or control unit included in names such as a hybrid control unit (HCU) and a vehicle control unit (VCU) is a controller that controls vehicle-specific functions. ) is a widely used term for naming, and does not mean a generic function unit. For example, each controller is a communication device that communicates with other controllers or sensors to control the function in charge, a memory that stores operating system or logic commands and input/output information, and a controller that performs judgment, calculation, and decision necessary for controlling the function in charge. It may include more than one processor.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 전동화 차량에 구동 모터와 전기적으로 연결된 메인 배터리와 함께, 탈착식(swappable) 배터리를 추가로 연결 가능하도록 하여 메인 배터리의 전력과 탈착식 배터리의 전력을 통합 관리할 것을 제안한다.According to an embodiment of the present invention, together with a main battery electrically connected to a driving motor in an electrified vehicle, a swappable battery can be additionally connected to integrate and manage the power of the main battery and the power of the removable battery. Suggest.

먼저, 도 1을 참조하여 실시예에 따른 전동화 차량의 구성을 설명한다.First, the configuration of an electrified vehicle according to an embodiment will be described with reference to FIG. 1 .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 배터리를 장착한 전동화 차량의 일례를 나타내는 블럭도이다.1 is a block diagram showing an example of an electrified vehicle equipped with a removable battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전동화 차량(100)은 탈착식 배터리부(110), 직류 변환기(120), 메인 배터리부(130), 전력 구동부(PE: Power Electric, 140), 차량 통합 제어기(VCU, 150), 커넥터(160), 스위치(170), 메인 렐레이(180) 및 페달 센서(191, 191)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an electrified vehicle 100 according to an embodiment includes a removable battery unit 110, a DC converter 120, a main battery unit 130, a power driving unit (PE: Power Electric, 140), a vehicle It may include an integrated controller (VCU, 150), a connector 160, a switch 170, a main relay 180, and pedal sensors 191 and 191.

도 1은 본 실시예와 관련된 구성 요소를 위주로 나타낸 것으로, 실제 차량의 구현에 있어서는 이보다 더 적거나 많은 구성 요소를 포함할 수 있음은 물론이다.Figure 1 mainly shows the components related to this embodiment, and it is a matter of course that fewer or more components may be included in the actual implementation of the vehicle.

이하, 각 구성요소를 설명한다.Hereinafter, each component is described.

탈착식 배터리부(110)는 제2 배터리(111)와 제2 배터리 제어기(BMS: Battery Management System, 112)를 포함할 수 있다. 제2 배터리 제어기(112)는 제2 배터리(111)의 전압, 전류, 온도, 충전 상태(SOC: State Of Charge), 내구 상태(SOH: State Of Health) 등을 관리하며, 제2 배터리(111)의 충/방전을 제어할 수 있다. 또한, 제2 배터리 제어기(112)는 제2 배터리(111)의 SOC에 대한 상한과 하한을 설정 및 관리할 수 있으며, 제2 배터리(111)의 셀타입 정보, 정격 용량 정보 등을 저장해둘 수 있다. 아울러, 제2 배터리 제어기(112)는 소정의 차량 통신 프로토콜(예컨대, CAN: Controller Area Network)을 통해 제2 배터리(111)에 대한 정보를 외부(즉, 직류 변환기(120))로 전송하고, 제2 배터리(111)의 충/방전에 대한 지령을 수신할 수도 있다. 편의상, 이하의 기재에서 차량 통신 프로토콜은 CAN 통신인 것으로 가정하나, CAN-FD(Flexible Data-rate), 이더넷 등 다른 프로토콜로 대체될 수도 있음은 당업자에 자명하다.The removable battery unit 110 may include a second battery 111 and a second battery controller (BMS: Battery Management System, 112). The second battery controller 112 manages the voltage, current, temperature, state of charge (SOC), state of health (SOH), etc. of the second battery 111, and the second battery 111 ) can be controlled. In addition, the second battery controller 112 may set and manage upper and lower limits for the SOC of the second battery 111, and store cell type information and rated capacity information of the second battery 111. there is. In addition, the second battery controller 112 transmits information on the second battery 111 to the outside (ie, the DC converter 120) through a predetermined vehicle communication protocol (eg, CAN: Controller Area Network), A command for charging/discharging the second battery 111 may be received. For convenience, it is assumed that the vehicle communication protocol is CAN communication in the following description, but it is obvious to those skilled in the art that other protocols such as CAN-FD (Flexible Data-rate) and Ethernet may be substituted.

비록 도 1에 도시되지는 않았으나, 탈착식 배터리부(110)에 제2 배터리(111)의 냉각을 위한 냉각 장치, 예컨대, 공랭식 팬이 구비될 수도 있으며, 이러한 경우 제2 배터리 제어기(112)는 제2 배터리(111)의 상태나 차속 등에 따라 팬의 동작 상태를 제어할 수 있다. 물론, 탈착식 배터리부(110)는 자연 냉각 방식으로 구현될 수도 있고, 차량에서 탈착식 배터리부(110)가 거치되는 부분에 냉각수가 순환되는 냉각 패드를 배치하여 수냉식으로 냉각될 수도 있다.Although not shown in FIG. 1, a cooling device for cooling the second battery 111, for example, an air cooling fan, may be provided in the removable battery unit 110. In this case, the second battery controller 112 2 The operating state of the fan may be controlled according to the state of the battery 111 or vehicle speed. Of course, the removable battery unit 110 may be implemented in a natural cooling method, or may be cooled in a water-cooled manner by disposing a cooling pad through which cooling water is circulated in a portion where the removable battery unit 110 is mounted in the vehicle.

한편, 탈착식 배터리부(110)는 전동화 차량의 루프 상에 거치되거나, 트렁크 내 공간이나 차량 하부 공간에 수용될 수도 있으며, 별도의 휠을 구비하여 트레일러 형태로 차량에 연결될 수도 있으나 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the detachable battery unit 110 may be mounted on the roof of an electrified vehicle, may be accommodated in a space in a trunk or under a vehicle, and may be connected to a vehicle in the form of a trailer with separate wheels, but this is exemplary. It is not necessarily limited to this.

탈착식 배터리부(110)는 커넥터(160)를 통해 직류 변환기(120)와 연결될 수 있다. 여기서 연결된다고 함은, 고전압 파워 케이블과 CAN 통신 라인이 각각 연결됨을 의미할 수 있다. 또한, 직류 변환기(120)는 메인 배터리부(130)와 연결될 수 있다. 즉, 탈착식 배터리부(110)는 직류 변환기(120)를 경유하여 메인 배터리부(130)와 전력을 교환하거나 통신을 수행할 수 있게 된다.The removable battery unit 110 may be connected to the DC converter 120 through the connector 160 . Connected here may mean that the high voltage power cable and the CAN communication line are respectively connected. Also, the DC converter 120 may be connected to the main battery unit 130 . That is, the removable battery unit 110 can exchange power or perform communication with the main battery unit 130 via the DC converter 120 .

직류 변환기(120)는 HDC(High DC-DC Converter) 타입일 수 있다. 이는 탈착식 배터리부(110)의 제2 배터리(111)가 메인 배터리부(130)의 제1 배터리(131) 대비 소형, 즉, 저전압/저용량임을 상정하여 제2 배터리(111)의 전압을 승압하여 제1 배터리(131) 측으로 전달하기 위함이다. 또한, 직류 변환기(120)는 탈착식 배터리부(110)의 제2 배터리 제어기(112)와 메인 배터리부(130)의 제1 배터리 제어기(132) 사이의 통신을 중계할 수 있다.The DC converter 120 may be a High DC-DC Converter (HDC) type. This is by boosting the voltage of the second battery 111 on the assumption that the second battery 111 of the removable battery unit 110 is smaller than the first battery 131 of the main battery unit 130, that is, low voltage/low capacity. This is to transfer to the first battery 131 side. Also, the DC converter 120 may relay communication between the second battery controller 112 of the removable battery unit 110 and the first battery controller 132 of the main battery unit 130 .

구현에 따라, 제1 배터리(131)의 전압과 제2 배터리(111)의 전압이 동일할 경우, 직류 변환기(120)는 생략될 수도 있으며, 제1 배터리(131)의 전압보다 제2 배터리(111)의 전압이 높을 경우 LDC(Low DC-DC Converter) 타입으로 구성될 수 있다.Depending on the implementation, when the voltage of the first battery 131 and the voltage of the second battery 111 are the same, the DC converter 120 may be omitted, and the voltage of the first battery 131 is higher than that of the second battery ( 111) may be configured as a low DC-DC converter (LDC) type when the voltage is high.

메인 배터리부(130)는 도시된 바와 같이 제1 배터리(131)와 제1 배터리 제어기(132)를 포함할 수 있으며, 차량에 고정형으로 상시 장착된 상태인 것이 바람직하다. 제1 배터리 제어기(132)는 시동이 켜지면(예컨대, IG On, EV Ready 등) 제2 배터리 제어기(112)가 직류 변환기(120)에 전달한 제2 배터리(111)의 상태 정보를 직류 변환기(120)로부터 획득하고, 이를 기반으로 제1 배터리(131)와 제2 배터리(111)의 합산 총 에너지를 판단할 수 있다. 만일, 제2 배터리 제어기(112)가 SOC나 SOH 정보를 제공하지 않고 셀타입 정보와 정격 용량 정보만 제공하는 경우, 제1 배터리 제어기(111)는 제공된 정보를 기반으로 제2 배터리(111)의 SOC와 SOH를 추정할 수도 있다. 여기에 대해서는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.As shown, the main battery unit 130 may include a first battery 131 and a first battery controller 132, and is preferably in a state of being permanently mounted in a vehicle. When the engine is turned on (eg, IG On, EV Ready, etc.), the first battery controller 132 transmits state information of the second battery 111 transferred from the second battery controller 112 to the DC converter 120 to the DC converter ( 120), and based on this, the sum total energy of the first battery 131 and the second battery 111 may be determined. If the second battery controller 112 provides only cell type information and rated capacity information without providing SOC or SOH information, the first battery controller 111 determines the number of second batteries 111 based on the provided information. SOC and SOH can also be estimated. This will be described later with reference to FIG. 3 .

또한, 제1 배터리 제어기(132)는 차량 통합 제어기(150)로부터 충전 지령을 수신하는 경우, 직류 변환기(120)를 경유하여 제2 배터리 제어기(112)에 충전 지령을 전달하여 제2 배터리(111)의 전력으로 제1 배터리(131)가 충전되도록 할 수도 있다. 경우에 따라서는 제1 배터리(131)의 전력으로 제2 배터리(111)가 충전되도록 제어할 수도 있음은 물론이다.In addition, when receiving a charging command from the vehicle integrated controller 150, the first battery controller 132 transfers the charging command to the second battery controller 112 via the DC converter 120 so that the second battery 111 ) may be used to charge the first battery 131 . Needless to say, the second battery 111 may be controlled to be charged with the power of the first battery 131 in some cases.

메인 배터리부(130)는 전력 구동부(140)와 연결될 수 있으며, 전력 구동부(140)는 모터와 인버터를 포함(미도시)할 수 있다.The main battery unit 130 may be connected to the power driving unit 140, and the power driving unit 140 may include a motor and an inverter (not shown).

차량 통합 제어기(150)는 가속 페달 센서(APS: Accelerator pedal Position Sensor, 191)의 APS 값에 따라 요구 구동력을 판단하고, 브레이크 페달 센서(BPS: Brake pedal Position Sensor, 192)의 BPS 값에 따라 요구 제동력을 판단할 수 있다. 차량 통합 제어기(150)는 요구 구동력이나 요구 제동력에 따라 전력 구동부(140)의 모터가 출력할 구동 토크나 회생 제동 토크를 결정하고 그에 따른 토크 지령을 모터 제어기(미도시)나 인버터(미도시)에 전달할 수 있다. 또한, 차량 통합 제어기(150)는 주행 상황이나 제1 배터리(131)의 상태에 따라 제1 배터리(131)에 대한 충전 또는 방전 지령을 제1 배터리 제어기(132)로 전달할 수 있다.The vehicle integrated controller 150 determines the required driving force according to the APS value of the accelerator pedal position sensor (APS) 191, and determines the required driving force according to the BPS value of the brake pedal position sensor (BPS: Brake pedal Position Sensor, 192). The braking force can be judged. The vehicle integrated controller 150 determines the driving torque or regenerative braking torque to be output by the motor of the power driving unit 140 according to the required driving force or the required braking force, and sends a torque command based on the result to a motor controller (not shown) or an inverter (not shown). can be forwarded to In addition, the vehicle integrated controller 150 may transmit a command to charge or discharge the first battery 131 to the first battery controller 132 according to the driving situation or the state of the first battery 131 .

아울러, 차량 통합 제어기(150)는 제1 배터리 제어기(132)로부터 수신한 제1 배터리(131)와 제2 배터리(111) 각각의 상태 정보나 총 가용 에너지 정보를 기반으로 제1 배터리(131)와 제2 배터리(111)의 에너지를 통합 관리할 수 있다.In addition, the vehicle integrated controller 150 determines the first battery 131 based on the state information or total available energy information of each of the first battery 131 and the second battery 111 received from the first battery controller 132. and energy of the second battery 111 may be integrated and managed.

여기서, 제1 배터리(131)와 제2 배터리(111)의 통합 에너지 관리에 있어서 탈착식 배터리인 제2 배터리(111)의 특성을 고려한 제어가 필요하다. 이는 일반적인 고전압 배터리 시스템에서는 셀 타입과 열화도(SOH)가 동일한 셀들로 구성된 메인 배터리를 사용했기 때문에 제어가 용이했으나, 탈착식 배터리가 연결될 경우 메인 배터리와 전압, 셀타입, 열화도 등이 상이할 가능성이 높기 때문이다.Here, in the integrated energy management of the first battery 131 and the second battery 111, control considering the characteristics of the second battery 111, which is a removable battery, is required. In general high-voltage battery systems, this is easy to control because a main battery composed of cells with the same cell type and degree of deterioration (SOH) is used. because it is high

아래 표 1은 다양한 메인 배터리와 탈착식 배터리의 조합례를 나타낸다.Table 1 below shows combinations of various main batteries and removable batteries.

CaseCase Main 배터리Main battery SwappableSwappable 배터리 battery CapacityCapacity SOHSOH 비고note 1One


NCM811
(800V/73kwh)



NCM811
(800V/73kwh)
NCM811(NCM811+α 혼용NCM811 (mixed with NCM811+α) 30kwh30kWh 100%100% 셀동일same cell
(high Nickel Li-ion 배터리(high Nickel Li-ion battery 용량상이, SOH동일Different capacity, same SOH 22 NCM811
(NE셀대비혼합비율상이)
NCM811
(Different mixing ratio compared to NE cell)
32kwh32kWh 100%100% 셀상이cell difference
용량상이, SOH동일Different capacity, same SOH 33 LFP(인산철)Iron Phosphate (LFP) 20kwh20kWh 100%100% 셀상이cell difference 용량상이, SOH동일Different capacity, same SOH 44 NCM622NCM622 25kwh25kWh 70%70% 셀상이cell difference (재사용배터리적용)(Applying reusable batteries) 용량상이, SOH상이Different capacity, different SOH

표 1에서 NCM은 배터리 양극재의 조성물로 순서대로 니켈, 코발트, 망간을 의미하며 NCM 뒤어 세 숫자는 10분위로 나타낸 성분비를 나타낸다. 즉, NCM811 배터리는 양극재의 니켈:코발트:망간 비율이 8:1:1임을 의미할 수 있다.In Table 1, NCM is the composition of the battery cathode material, which means nickel, cobalt, and manganese in order, and the three numbers following NCM represent the component ratios expressed in deciles. That is, the NCM811 battery may mean that the cathode material has a nickel:cobalt:manganese ratio of 8:1:1.

표 1을 참조하면, 메인 배터리와 탈착식 배터리 사이에 셀타입, 용량 및 SOH 중 적어도 하나가 상이한 다양한 예시적 조합례가 나타나 있다.Referring to Table 1, various exemplary combinations are shown in which at least one of the cell type, capacity, and SOH is different between the main battery and the removable battery.

상술한 바와 같이 각 배터리의 종류나 상태가 상이할 수 있을 뿐 아니라 총 가용 에너지는 제1 배터리(131)와 제2 배터리(111) 각각의 SOC을 합산한다 하여도, 전력 구동부(140)의 모터는 제1 배터리(131)로부터 전력을 공급받으므로 제2 배터리(111)의 전력이 그대로 주행 거리로 변환되지 않을 수 있다. 따라서, 차량 통합 제어기(150)는 제2 배터리(111)의 전력으로 제1 배터리(131)를 충전함에 있어서의 경로 손실(예컨대, 제2 배터리 방전 효율, 직류 변환기 효율 및 제1 배터리 충전 효율 등)과 배터리 특성(셀타입, SOH 등)을 고려하여 총 가용 에너지와 별도로 총 주행 가능 거리를 관리할 수 있다. 이를 통해 본 실시예에 따른 전동화 차량은 보다 정확한 총 주행 가능 거리 정보를 운전자에 제공할 수 있게 된다.As described above, the type or state of each battery may be different, and the total available energy is the motor of the power driver 140 even if the SOC of each of the first battery 131 and the second battery 111 is added. Since power is supplied from the first battery 131, the power of the second battery 111 may not be converted into the driving distance as it is. Accordingly, the integrated vehicle controller 150 determines path loss in charging the first battery 131 with the power of the second battery 111 (eg, second battery discharge efficiency, DC converter efficiency, and first battery charging efficiency). ) and battery characteristics (cell type, SOH, etc.), the total driving distance can be managed separately from the total available energy. Through this, the electrified vehicle according to the present embodiment can provide more accurate total drivable distance information to the driver.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 직류 변환기(120)와 메인 배터리부(130) 사이의 고전압 파워 케이블에는 스위치(170)가 배치될 수 있으며, 메인 배터리부(130)와 전력 구동부 사이의 고전압 파워 케이블에는 메인 릴레이(180)가 구비될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1 , a switch 170 may be disposed on a high voltage power cable between the DC converter 120 and the main battery unit 130, and the high voltage power between the main battery unit 130 and the power driver unit. A main relay 180 may be provided in the cable.

상술한 차량 구성을 바탕으로 실시예에 따른 전동화 차량의 전원 관리 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.Based on the above-described vehicle configuration, a power management method of an electrified vehicle according to an embodiment will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 전원 관리 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating an example of a method for managing power of an electrified vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 탈착식 배터리부(110)가 차량(100)에 장착되고 직류 변환기(120)와 연결된 커넥터(160)가 체결(즉, 고전압 파워 케이블 및 통신 라인 연결)될 수 있다(S210).Referring to FIG. 2 , the removable battery unit 110 may be mounted on the vehicle 100 and the connector 160 connected to the DC converter 120 may be coupled (ie, high voltage power cable and communication line connection) (S210). .

탈착식 배터리부(110)가 연결된 후 시동이 켜지면(S220), 제2 배터리 제어기(112), 직류 변환기(120) 및 제1 배터리 제어기(132)의 전원이 켜지면서 통신이 개시되고, 통신을 통해 획득된 정보로 총 가용 에너지 및 총 주행 가능거리가 연산될 수 있다(S230).When the ignition is turned on after the removable battery unit 110 is connected (S220), the power of the second battery controller 112, the DC converter 120, and the first battery controller 132 is turned on and communication starts, and communication is started. The total available energy and the total driving distance may be calculated with the information obtained through this (S230).

보다 상세히, 제2 배터리 제어기(112)가 제2 배터리(111)의 정보(SOC, SOH, 온도, 전압 등)를 직류 변환기(120)에 전달하고, 직류 변환기(120)는 다시 해당 정보를 제1 배터리 제어기(132)로 전달할 수 있다. 또한, 제1 배터리 제어기(132)는 제2 배터리(111)의 SOC와 제1 배터리(131)의 SOC를 합산하여 총 가용 에너지를 판단할 수 있다. 아울러, 차량 통합 제어기(150)는 제1 배터리 제어기(132)가 보유한 정보를 기반으로 상술한 바와 같이 총 주행 가능거리를 판단할 수 있다.In more detail, the second battery controller 112 transfers information (SOC, SOH, temperature, voltage, etc.) of the second battery 111 to the DC converter 120, and the DC converter 120 again provides the corresponding information. 1 may be transmitted to the battery controller 132. Also, the first battery controller 132 may determine the total available energy by summing the SOC of the second battery 111 and the SOC of the first battery 131 . In addition, the integrated vehicle controller 150 may determine the total driving distance based on the information possessed by the first battery controller 132 as described above.

만일, 제2 배터리 제어기(112)가 CMU(Cell Management Unit) 타입으로 구성되는 등 SOC, SOH 정보 등을 직접 출력하지 않고 셀타입 정보와 정격 용량 정보 등 제한된 정보만 출력하는 경우에는 제1 배터리 제어기(131)가 제2 배터리(111)의 정보를 추정할 수 있다. 이는 도 3을 참조하여 설명한다.If the second battery controller 112 is composed of a CMU (Cell Management Unit) type and does not directly output SOC and SOH information and only outputs limited information such as cell type information and rated capacity information, the first battery controller 112 outputs only limited information such as cell type information and rated capacity information. 131 may estimate information of the second battery 111 . This will be explained with reference to FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 배터리부의 제2 배터리 상태 추정 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an example of a process of estimating a second battery state of a removable battery unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 제1 배터리 제어기(132)가 직류 변환기(120)를 경유하여 제2 배터리 제어기(112)로부터 제2 배터리(111)의 셀타입 정보 및 정격 용량 정보를 수신할 수 있다(310).Referring to FIG. 3 , first, the first battery controller 132 may receive cell type information and rated capacity information of the second battery 111 from the second battery controller 112 via the DC converter 120. (310).

이후 제1 배터리 제어기(132)는 무부하 상태로 제2 배터리(111)의 전압을 측정하고(S320), 측정 전압을 기반으로 SOC를 추정할 수 있다(S330). 이를 위해, 제1 배터리 제어기(132)는 셀타입 정보(NCM x/y/z, LFP 등)별로 개방회로전압(OCV: Open Circuit Voltage)에 대한 SOC가 정의된 테이블을 보유 및 참조할 수 있다. 이와 달리, SOH의 추정에 있어서 일정 전력으로 제2 배터리(111)를 충전하고, 충전 전력 인가량 또는 인가 시간 대비 전압 상승량이 이용될 수도 있는 등, 다양한 방법이 적용될 수도 있다.Thereafter, the first battery controller 132 may measure the voltage of the second battery 111 in a no-load state (S320) and estimate the SOC based on the measured voltage (S330). To this end, the first battery controller 132 may hold and refer to a table in which an SOC for an open circuit voltage (OCV) is defined for each cell type information (NCM x/y/z, LFP, etc.). . In contrast, in estimating the SOH, various methods may be applied, such as charging the second battery 111 with constant power and using the amount of applied charging power or the amount of voltage rise relative to the applied time.

또한, 제1 배터리 제어기(132)는 제2 배터리(111)에 기 설정된 시간 동안 기 설정된 크기의 테스트 전류를 인가하여 제2 배터리(111)의 내부 저항을 측정하고(S340), 측정된 저항을 기반으로 SOH를 추정할 수 있다(S350). 이를 위해, 제1 배터리 제어기(132)는 셀타입 정보(NCM x/y/z, LFP 등)별로 저항값에 대한 SOH가 정의된 테이블을 보유 및 참조할 수 있다.In addition, the first battery controller 132 measures the internal resistance of the second battery 111 by applying a test current having a preset magnitude to the second battery 111 for a preset time (S340), and returns the measured resistance to Based on this, SOH can be estimated (S350). To this end, the first battery controller 132 may hold and refer to a table in which SOH for resistance values is defined for each cell type information (NCM x/y/z, LFP, etc.).

제1 배터리 제어기(132)는 추정된 SOC와 SOH 및 수신한 정격 용량 정보를 기반으로 제2 배터리(111)의 가용 에너지를 연산할 수 있다(S360).The first battery controller 132 may calculate available energy of the second battery 111 based on the estimated SOC and SOH and the received rated capacity information (S360).

다만, 도 3을 참조하여 상술한 방법은 탈착식 배터리부(110)에 구비된 제2 배터리(111)의 셀타입에 대한 표준화가 이루어진 환경에서 적용되는 것이 바람직하다. 이는 표준화가 되어 있어야 제1 배터리 제어기(132)가 보유하고 있어야 할 셀타입별 SOC-OCV 테이블과 SOH-저항값 테이블의 적용을 보장받을 수 있기 때문이다. 만일, 셀타입 정보가 테이블에 기 규정되지 않은 셀타입을 나타낼 경우, 제1 배터리 제어기(132)는 이러한 상황을 차량 통합 제어기(150)에 통지하여 경고 메시지가 표출되도록 할 수도 있다.However, the method described above with reference to FIG. 3 is preferably applied in an environment where the cell type of the second battery 111 included in the removable battery unit 110 is standardized. This is because the application of the SOC-OCV table and the SOH-resistance value table for each cell type to be possessed by the first battery controller 132 can be guaranteed only when they are standardized. If the cell type information indicates a cell type that is not predefined in the table, the first battery controller 132 may notify the vehicle integrated controller 150 of this situation so that a warning message may be displayed.

다시 도 2로 돌아와서, 스위치(170)와 메인 릴레이(180)가 닫히면서(S240) 제1 배터리(131)의 전력이 전력 구동부(140)로 전달되며, 차량 통합 제어기(150)는 제1 배터리(131)의 상태(SOC, 온도)와 부하(구동 에너지 및 전장 에너지 포함)를 고려하여 제1 배터리의 충전 가능 여부를 판단할 수 있다(S250).Returning to FIG. 2 again, while the switch 170 and the main relay 180 are closed (S240), the power of the first battery 131 is transferred to the power driving unit 140, and the integrated vehicle controller 150 operates the first battery Whether or not the first battery can be charged may be determined in consideration of the state (SOC, temperature) and load (including driving energy and electric field energy) of step 131 (S250).

예를 들어, 제1 배터리(131)의 온도가 기 설정된 임계온도 이내이고, 현재SOC가 기 설정된 상한 SOC보다 낮으면 차량 통합 제어기(150)는 제1 배터리(131)의 충전이 가능한 것으로 판단할 수 있다(S250의 Yes).For example, if the temperature of the first battery 131 is within a preset threshold temperature and the current SOC is lower than a preset upper limit SOC, the vehicle integrated controller 150 determines that the first battery 131 can be charged. Yes (Yes in S250).

만일, 현재 SOC가 높아 제1 배터리(131)의 충전이 불가한 것으로 판단되면(S250의 No), 차량 통합 제어기(150)는 제1 배터리(131)의 SOC가 일정량(△SOC) 소모될 때까지 대기할 수 있다(S260).If the current SOC is high and it is determined that charging of the first battery 131 is impossible (No in S250), the vehicle integrated controller 150 determines that the SOC of the first battery 131 is consumed by a certain amount (ΔSOC). You can wait until (S260).

이후 차량 통합 제어기(150)는 제2 배터리(111)가 방전 가능한 상태인지 여부, 예컨대, 제2 배터리(111)의 SOC가 기 설정된 하한 SOC보다 큰지 여부를 판단할 수 있다(S270). 방전 가능한 것으로 판단되면(S270의 Yes), 차량 통합 제어기(150)는 제1 배터리 제어기(132)로 충전 지령을 전달하고, 충전 지령이 제1 배터리 제어기(132)에서 다시 직류 변환기(120)를 경유하여 제2 배터리 제어기(112)에 전달됨에 따라 제2 배터리(111)의 전력으로 제1 배터리(131)를 충전하는 충전 제어가 수행될 수 있다(S280).Thereafter, the vehicle integrated controller 150 may determine whether the second battery 111 is in a dischargeable state, eg, whether the SOC of the second battery 111 is greater than a preset lower limit SOC (S270). If it is determined that discharge is possible (Yes in S270), the integrated vehicle controller 150 transmits a charging command to the first battery controller 132, and the charging command sends the DC converter 120 back to the first battery controller 132. As the second battery controller 112 is transmitted via the second battery controller 112, charging control for charging the first battery 131 with the power of the second battery 111 may be performed (S280).

충전 제어(S280) 과정은 온도 기반 충전맵 제어(280A)와 온도/차속 기반 냉각맵 제어(280B)를 포함할 수 있다.The charging control process (S280) may include a temperature-based charging map control (280A) and a temperature/vehicle speed-based cooling map control (280B).

온도 기반 충전맵 제어(280A)는 제2 배터리 제어기(112)가 제2 배터리(111)의 온도에 따른 충전 파워나 전류가 정의된 충전맵을 참조하여 제2 배터리(111)의 방전을 제어함을 의미할 수 있다. 예컨대, 충전맵은 아래 표 2와 같은 형태를 가질 수 있다.In the temperature-based charge map control 280A, the second battery controller 112 controls the discharge of the second battery 111 by referring to a charge map in which charging power or current according to the temperature of the second battery 111 is defined. can mean For example, the charging map may have a form shown in Table 2 below.

온도(℃Temperature (℃ A-10A-10 A-5A-5 상온(A)Normal temperature (A) A+5A+5 A+10A+10 (하한(lower limit (상한(maximum 충전온도)charging temperature) 충전온도)charging temperature) 충전파워(kW)Charging power (kW) aa bb cc dd ee ff gg (or 전류(A))(or current (A)) Cut-off전압(V)Cut-off voltage (V) YY XX ZZ

표 2를 참조하면, 충전맵은 복수의 온도 범위에 따라 충전 파워 또는 충전 전류가 컷오프 전압과 함께 정의된 형태를 가질 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 다양한 변형이 가능함은 당업자에 자명하다.Referring to Table 2, the charging map may have a form in which charging power or charging current is defined along with a cutoff voltage according to a plurality of temperature ranges. However, it is obvious to those skilled in the art that various modifications are possible as examples.

다음으로, 온도/차속 기반 냉각맵 제어(280B)는 탈착식 배터리부(110)의 냉각 방식에 따라 냉각 수단을 제어함을 의미할 수 있다. 예컨대, 탈착식 배터리부(110)가 냉각 수단으로 냉각 팬을 가질 경우, 제2 배터리 제어기(112)는 아래 표 3과 같은 냉각맵을 참조하여 냉각 팬을 제어할 수 있다.Next, the temperature/vehicle speed-based cooling map control 280B may mean that the cooling means is controlled according to the cooling method of the removable battery unit 110 . For example, when the removable battery unit 110 has a cooling fan as a cooling means, the second battery controller 112 may control the cooling fan by referring to the cooling map shown in Table 3 below.

차속 vehicle speed AA A+5A+5 A+10A+10 A+…A+... 온도℃Temperature ℃ (~최고속)(~ top speed) 냉각시작최저온도Cooling Start Minimum Temperature XX X+yX+y X+y1X+y1 X+y2X+y2 T+5T+5 X1X1 X1+y'X1+y' X1+y1'X1+y1' X1+y2'X1+y2' T+10T+10 X2X2 X2+y"X2+y" X1+y1"X1+y1" X1+y2"X1+y2" T+…
(~배터리최대온도)
T+...
(~ maximum battery temperature)
X3X3 X2+zX2+z X1+z1X1+z1 X1+z2X1+z2

표 3을 참조하면, 냉각맵은 복수의 온도 범위 및 차속 범위에 따라 냉각팬의 작동 단수나 듀티(duty)를 정의된 형태를 가질 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 다양한 변형이 가능함은 당업자에 자명하다.Referring to Table 3, the cooling map may have a form in which the number of operating stages or duty of the cooling fan is defined according to a plurality of temperature ranges and vehicle speed ranges. However, it is obvious to those skilled in the art that various modifications are possible as examples.

충전 제어(S280) 과정은 제1 배터리(131)의 SOC가 목표 SOC에 도달하기 전까지(S290의 No), 제2 배터리(111)의 방전이 가능한 동안(S270의 Yes) 지속될 수 있다. 다시 말해, 제1 배터리(131)의 SOC가 목표 SOC에 도달하거나(S290의 Yes), 제2 배터리(111)의 방전이 불가해지면(S270의 No), 충전 제어(S280) 과정은 종료될 수 있다.The charge control process (S280) may continue until the SOC of the first battery 131 reaches the target SOC (No in S290) and while the second battery 111 is able to be discharged (Yes in S270). In other words, when the SOC of the first battery 131 reaches the target SOC (Yes in S290) or the second battery 111 cannot be discharged (No in S270), the charging control process (S280) may be terminated. there is.

여기서, 목표 SOC는 다양한 방법으로 설정될 수 있다. 예컨대, 목표 SOC는 만충전(즉, SOC 100%)을 의미할 수도 있고, 제1 배터리 제어기(132)에 기 설정된 상한 SOC(BMS SOC upper limit)를 의미할 수 있다. 다른 예로, 경로 정보가 차량 통합 제어기(150)에 획득된 경우 전체(또는 왕복) 경로 길이가 제1 배터리(131)와 제2 배터리(111)의 에너지를 모두 이용함을 전제로 한 총 주행 가능거리보다 긴 경우, 충전 예약지점이나 충전 가능 지점 도착까지 필요한 에너지를 기반으로 목표 SOC가 결정될 수 있다. 또 다른 예로, 사용자 별로 감성적인 제1 배터리(131)의 SOC 하한(즉, SOC 저하로 불안감을 느끼는 SOC)이 목표 SOC 설정에 추가로 고려될 수도 있다.Here, the target SOC may be set in various ways. For example, the target SOC may mean full charge (ie, SOC 100%) or may mean an upper limit SOC (BMS SOC upper limit) preset in the first battery controller 132 . As another example, when path information is acquired by the integrated vehicle controller 150, the total (or round-trip) path length is the total drivable distance on the premise that energy of both the first battery 131 and the second battery 111 is used. If it is longer, the target SOC may be determined based on the energy required to arrive at a charging reservation point or a charging point. As another example, the SOC lower limit of the first battery 131 , which is emotional for each user (ie, the SOC that feels anxious due to SOC decrease), may be additionally considered in setting the target SOC.

이하에서는 도 4를 참조하여 회생 제동시 전원 관리 방법을 설명한다.Hereinafter, a power management method during regenerative braking will be described with reference to FIG. 4 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 회생 제동시 전원 관리 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating an example of a power management method during regenerative braking of an electrified vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 브레이크 페달이 조작됨(BPS on)에 따라(S410), 차량 통합 제어기(150)는 BPS 값을 기반으로 총 요구 제동량을 판단할 수 있다(S420).Referring to FIG. 4 , as the brake pedal is operated (BPS on) (S410), the integrated vehicle controller 150 may determine the total required braking amount based on the BPS value (S420).

통합 제동 제어기(예컨대, iBAU: Integrated Brake Actuation Unit, 미도시)가 총 요구 제동량에서 유압 브레이크 시스템(미도시)에서 실행될 마찰 제동량과 전력 구동부(140)의 모터에서 실행될 회생 제동량을 판단하고(S430), 인버터는 판단된 회생 제동량에 따라 모터에서 역토크가 인가되도록 제어하여 회생 제동이 실행될 수 있다(S440).An integrated brake controller (eg, iBAU: Integrated Brake Actuation Unit, not shown) determines the amount of friction braking to be executed in the hydraulic brake system (not shown) and the amount of regenerative braking to be executed in the motor of the power drive unit 140 from the total required braking amount (S430), the inverter controls the reverse torque to be applied from the motor according to the determined amount of regenerative braking, so that regenerative braking may be executed (S440).

이때, 차량 통합 제어기(150)는 제1 배터리(131)가 충전 가능한 상태인지 여부를 판단하여(S450), 충전 가능한 상태이면(S450의 Yes) 회생 제동 에너지로 제1 배터리(131)가 충전되도록 제1 배터리 제어기(132)를 제어할 수 있다(S460).At this time, the integrated vehicle controller 150 determines whether the first battery 131 is in a chargeable state (S450), and if it is in a chargeable state (Yes in S450), the first battery 131 is charged with regenerative braking energy. The first battery controller 132 may be controlled (S460).

이와 달리, 제1 배터리(131)의 현재 SOC가 상한 SOC에 도달한 상태 등의 이유로 제1 배터리(131)의 충전이 불가한 경우(S450의 No), 차량 통합 제어기(150)는 제2 배터리(111)의 충전 가능 여부를 판단할 수 있다(S470). 예컨대, 제2 배터리(111)의 SOC가 기 설정된 상한 SOC 미만인 경우 차량 통합 제어기(150)는 제2 배터리(111)의 충전이 가능한 것으로 판단할 수 있다.In contrast, when the first battery 131 cannot be charged due to a state in which the current SOC of the first battery 131 has reached the upper limit SOC (No in S450), the vehicle integrated controller 150 operates the second battery It can be determined whether or not 111 can be charged (S470). For example, when the SOC of the second battery 111 is less than a preset upper limit SOC, the integrated vehicle controller 150 may determine that the second battery 111 can be charged.

제2 배터리(111)의 충전이 가능한 경우(S470의 Yes), 차량 통합 제어기(150)는 제1 배터리 제어기(132)로 충전 지령을 전달하여 제1 배터리(131)의 전력으로 제2 배터리(111)가 충전되도록 함으로써 제1 배터리(131)의 방전을 유도하는 충전 제어가 수행될 수 있다(S480).If the second battery 111 can be charged (Yes in S470), the integrated vehicle controller 150 transmits a charging command to the first battery controller 132 to use the power of the first battery 131 to charge the second battery ( 111) may be charged so that charging control inducing discharge of the first battery 131 may be performed (S480).

충전 제어 과정(S480)은 제1 모드 충전 제어(S480A)와 제2 모드 충전 제어(S480B)를 포함할 수 있다.The charging control process (S480) may include a first mode charging control (S480A) and a second mode charging control (S480B).

제1 모드 충전 제어(S480A)는 제1 배터리 제어기(131)가 회생 충전량(에너지)를 모니터링하여 회생 충전량에 대응하여 제2 배터리(111)를 충전하는 모드를 의미할 수 있다.The first mode charging control (S480A) may refer to a mode in which the first battery controller 131 monitors the amount of regenerative charge (energy) and charges the second battery 111 in response to the amount of regenerative charge.

다음으로, 제2 모드 충전 제어(S480B)는 제1 배터리(131)의 SOC 상한 도달에 따른 추가 회생제동 마진을 미리 고려하는 모드로, 차량 통합 제어기(150)에 경로 정보가 획득된 경우 특히 유효할 수 있다. 구체적으로, 차량 통합 제어기(150)는 경로 정보를 기반으로 전방 일정 거리의 경로에서 회생 제동량을 예측하고, 예측된 회생 제동량으로 제2 배터리(111)를 충전하는데 있어 경로 손실과 비교한다. 비교 결과, 경로 손실이 더 큰 경우 회생 제동을 수행하지 않고 마찰 제동을 통해 요구 제동량이 실행되도록 하고, 고지대 장강판 상황과 같이 회생 제동량이 경로 손실보다 더 큰 경우 제1 배터리(131)의 전력으로 제2 배터리(111)가 충전되도록 제어할 수 있다.Next, the second mode charging control (S480B) is a mode in which an additional regenerative braking margin according to the reaching of the upper limit of the SOC of the first battery 131 is considered in advance, and is particularly effective when path information is obtained from the vehicle integrated controller 150. can do. Specifically, the integrated vehicle controller 150 predicts the amount of regenerative braking on a path of a certain distance forward based on the path information, and compares the amount of regenerative braking with the path loss in charging the second battery 111 with the predicted amount of regenerative braking. As a result of the comparison, when the path loss is greater, regenerative braking is not performed and the required braking amount is executed through friction braking, and when the regenerative braking amount is greater than the path loss, such as in a high-altitude long steel plate situation, the power of the first battery 131 is used. The second battery 111 may be controlled to be charged.

충전 제어 과정(S480)을 통해 목표 충전량에 도달하면(S490의 Yes), 충전 제어 과정이 종료될 수 있다. 여기서 목표 충전량은 기 설정된 SOC에 해당할 수도 있고, 경로에 따른 회생 제동 예측량에 따라 가변적으로 설정될 수도 있으나, 이는 예시적인 것으로 다양한 설정이 가능함은 당업자에 자명하다.When the target charging amount is reached through the charging control process (S480) (Yes in S490), the charging control process may end. Here, the target charging amount may correspond to a preset SOC or may be variably set according to an estimated amount of regenerative braking along a path, but this is an example and it is obvious to those skilled in the art that various settings are possible.

지금까지 설명한 실시예에서는 탈착식 배터리부(110)가 직류 변환기(120)를 경유하여 메인 배터리부(130)와 연결되었다. 즉, 제2 배터리(111)의 에너지는 제1 배터리(131)를 충전하는 방식으로 전력 구동부(140)에 간접적으로 전달될 수 있었다. 이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 직류 변환기가 메인 배터리부가 아닌 전력 구동부에 바로 연결되도록 할 수도 있다. 이를 도 5를 참조하여 설명한다.In the embodiment described so far, the removable battery unit 110 is connected to the main battery unit 130 via the DC converter 120 . That is, the energy of the second battery 111 may be indirectly transferred to the power driver 140 by charging the first battery 131 . Alternatively, according to another embodiment of the present invention, the DC converter may be directly connected to the power driver instead of the main battery unit. This will be described with reference to FIG. 5 .

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈착식 배터리를 장착한 전동화 차량의 일례를 나타내는 블럭도이다.5 is a block diagram showing an example of an electrified vehicle equipped with a removable battery according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 메인 배터리부(130')가 전력 구동부(140')에 연결된 형태 및 탈착식 배터리부(110')가 직류 변환기(120')에 연결된 형태는 도 1의 경우와 유사하나, 직류 변환기(120')가 메인 배터리부(130')가 아닌 전력 구동부(140')와 연결된다. 간명한 이해를 돕기 위해 차량 통합 제어기 등 나머지 구성 요소의 도시는 생략되었다.Referring to FIG. 5, the form in which the main battery unit 130' is connected to the power driver 140' and the form in which the removable battery unit 110' is connected to the DC converter 120' are similar to those of FIG. 1, The DC converter 120' is connected to the power driving unit 140' instead of the main battery unit 130'. For concise understanding, the illustration of the remaining components, such as the vehicle integrated controller, is omitted.

이러한 경우, 탈착식 배터리부(110')의 에너지가 메인 배터리부(130')에 공급되는 대신 전력 구동부(140')로 직접 전달될 수 있다.In this case, energy from the removable battery unit 110' may be directly transferred to the power driver 140' instead of being supplied to the main battery unit 130'.

따라서, 차량 통합 제어기(미도시)는 배터리 에너지 통합 관리에 있어서 메인 배터리부(130')의 에너지를 먼저 사용하고 메인 배터리부(130')의 에너지가 소진되면 탈착식 배터리부(110')의 에너지가 사용되도록 순차적으로 에너지원을 변경할 수 있다. 이와 달리, 차량 통합 제어기는 메인 배터리부(130')의 에너지와 탈착식 배터리부(110')의 에너지를 동시에 또는 상황/효율에 따라 선택적으로 사용할 수도 있다.Therefore, the integrated vehicle controller (not shown) first uses the energy of the main battery unit 130' in integrated management of battery energy, and when the energy of the main battery unit 130' is exhausted, the energy of the removable battery unit 110' It is possible to change the energy source sequentially so that is used. Alternatively, the integrated vehicle controller may use the energy of the main battery unit 130' and the energy of the detachable battery unit 110' simultaneously or selectively according to the situation/efficiency.

예컨대, 메인 배터리부(130')와 탈착식 배터리부(110')의 상태가 모두 정상 범위일 경우 고부하 주행시에는 고부하 주행에 상대적으로 유리한 일측에서 에너지가 공급되도록 하고, 저부하 주행시에는 타측에서 에너지가 공급되도록 할 수 있다. 여기서, 일반적으로 용량과 전압이 높은 측이 고부하 주행에 유리할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the states of the main battery unit 130' and the detachable battery unit 110' are both in the normal range, energy is supplied from one side relatively advantageous to high load driving during high load driving, and energy is supplied from the other side during low load driving. can be supplied. Here, in general, a side having a high capacity and voltage may be advantageous for driving with a high load, but is not necessarily limited thereto.

다른 예로, 메인 배터리부(130')와 탈착식 배터리부(110') 중 일측의 상태가 비정상인 경우 정상 상태의 배터리부로부터 에너지가 공급되도록 할 수 있다.As another example, when one of the main battery unit 130' and the detachable battery unit 110' is in an abnormal state, energy may be supplied from the battery unit in a normal state.

또 다른 예로, 차량 통합 제어기가 주행 부하와 각 배터리부의 상태를 고려하여 시스템 전체 효율에 따라 각 배터리부의 담당 출력을 판단하여 두 배터리부가 동시에 에너지를 출력하도록 할 수 있다. 즉, 전압이나 SOC가 더 높은 배터리부가 더 높은 에너지를 출력하도록 할 수 있다. 구체적으로, 메인 배터리부(130')의 전압이 750V이고 SOC 80%(즉, 가용 에너지 60kWh)이며, 탈착식 배터리부(110')의 전압이 350V이고 SOC 90%(즉, 가용 에너지 30kwh)인 경우를 가정하면, 시스템 예상 효율에 따라 출력비는 4:1 내지 2:1가 될 수 있으며, 각 배터리부의 온도/SOC/전압 상태 등을 고려하여 할당 출력이 가변제어될 수 있다.As another example, the integrated vehicle controller may determine the output in charge of each battery unit according to the overall efficiency of the system in consideration of the driving load and the state of each battery unit, so that the two battery units simultaneously output energy. That is, a battery unit having a higher voltage or SOC may output higher energy. Specifically, the voltage of the main battery unit 130 'is 750V and SOC 80% (ie, available energy 60kWh), and the voltage of the removable battery unit 110' is 350V and SOC 90% (ie, available energy 30kwh) Assuming a case, the output ratio may be 4:1 to 2:1 according to the expected system efficiency, and the allocated output may be variably controlled in consideration of the temperature/SOC/voltage state of each battery unit.

회생 제동의 경우도 위와 방전의 경우와 유사하게(예컨대, 주행 부하를 요구 제동력이나 요구 회생 제동력으로 치환) 판단될 수 있음은 물론이다.Of course, the case of regenerative braking can also be determined similarly to the case of discharge as above (for example, the driving load is replaced with the required braking force or the required regenerative braking force).

한편, 전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.On the other hand, the above-described present invention can be implemented as computer readable code on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. there is Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (19)

전동화 차량에 있어서,
모터 및 인버터를 구비하는 전력 구동부;
상기 전력 구동부와 전기적으로 연결되며, 제1 배터리 및 상기 제1 배터리를 제어하는 제1 배터리 제어기를 구비하되, 상기 전동화 차량에 고정식으로 배치된 메인 배터리부; 및
상기 메인 배터리부와 전기적으로 연결되며, 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터를 통해 입력되는 충전 전력을 승압하여 상기 메인 배터리부로 전달하는 직류 변환기를 포함하되,
상기 제1 배터리 제어기는,
제2 배터리 및 상기 제2 배터리를 제어하는 제2 배터리 제어기를 구비하는 탈착식 배터리부가 상기 커넥터에 연결되면, 상기 제2 배터리 제어기가 출력하는 제2 배터리 정보를 획득하는, 전동화 차량.
In an electrified vehicle,
a power driver having a motor and an inverter;
a main battery unit that is electrically connected to the power driving unit and includes a first battery and a first battery controller that controls the first battery, and is fixedly disposed in the motorized vehicle; and
A DC converter electrically connected to the main battery unit, having a connector, and boosting charging power input through the connector and transferring it to the main battery unit,
The first battery controller,
When a removable battery unit having a second battery and a second battery controller controlling the second battery is connected to the connector, second battery information output from the second battery controller is acquired.
제1 항에 있어서,
상기 제1 배터리 제어기는,
상기 제2 배터리 정보를 상기 직류 변환기를 경유하여 획득하는, 전동화 차량.
According to claim 1,
The first battery controller,
Wherein the second battery information is acquired via the DC converter.
제1 항에 있어서,
상기 제1 배터리 제어기는,
상기 제2 배터리 정보와 상기 제1 배터리에 대한 제1 배터리 정보를 기반으로 총 가용 에너지를 판단하는, 전동화 차량.
According to claim 1,
The first battery controller,
Wherein the total available energy is determined based on the second battery information and the first battery information for the first battery.
제3 항에 있어서,
상기 제2 배터리 정보는 셀타입 정보 및 정격 용량 정보를 포함하고,
상기 제1 배터리 제어기는,
상기 제2 배터리의 무부하 상태 전압을 기반으로 상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)를 추정하고, 테스트 전류 인가로 측정된 결과를 기반으로 상기 제2 배터리의 내구 상태(SOH)를 추정하는, 전동화 차량.
According to claim 3,
The second battery information includes cell type information and rated capacity information,
The first battery controller,
Estimating the state of charge (SOC) of the second battery based on the no-load voltage of the second battery, and estimating the state of endurance (SOH) of the second battery based on a result measured by applying a test current. fairy tale vehicle.
제4 항에 있어서,
상기 제1 배터리 제어기는,
셀타입별 개방 회로 전압 테이블을 기반으로 상기 충전 상태를 추정하고,
셀타입별 내부 저항 테이블을 기반으로 상기 내구 상태를 추정하는, 전동화 차량.
According to claim 4,
The first battery controller,
Estimating the state of charge based on an open circuit voltage table for each cell type;
An electrified vehicle for estimating the durability state based on an internal resistance table for each cell type.
제1 항에 있어서,
상기 제1 배터리 정보 및 상기 제2 배터리 정보를 기반으로 상기 제2 배터리의 에너지로 상기 제1 배터리를 충전하는 제1 충전 제어의 수행 여부를 판단하는 차량 제어기를 더 포함하는, 전동화 차량.
According to claim 1,
The motorized vehicle further comprises a vehicle controller that determines whether to perform a first charging control for charging the first battery with energy of the second battery based on the first battery information and the second battery information.
제6 항에 있어서,
상기 차량 제어기는,
상기 제1 배터리가 충전 가능한 상태이고, 상기 제2 배터리가 방전 가능한 상태인 경우 상기 제1 충전 제어의 수행을 결정하는, 전동화 차량
According to claim 6,
The vehicle controller,
When the first battery is in a chargeable state and the second battery is in a dischargeable state, determining to perform the first charging control, an electrified vehicle
제6 항에 있어서,
상기 차량 제어기는 상기 제1 충전 제어의 수행을 결정하면 충전 지령을 상기 제1 배터리 제어기로 전달하고,
상기 제1 배터리 제어기는 상기 충전 지령을 상기 제2 배터리 제어기로 전달하는, 전동화 차량.
According to claim 6,
When the vehicle controller determines to perform the first charging control, the vehicle controller transmits a charging command to the first battery controller;
The first battery controller transmits the charging command to the second battery controller.
제6 항에 있어서,
상기 제2 배터리 제어기는,
상기 제1 충전 제어가 개시됨에 따라 상기 제2 배터리의 온도에 기반하여 충전 전류 또는 충전 파워를 제어하는, 전동화 차량.
According to claim 6,
The second battery controller,
Controlling charging current or charging power based on the temperature of the second battery as the first charging control is initiated.
제6 항에 있어서,
상기 탈착식 배터리부는 냉각팬을 더 포함하고,
상기 제2 배터리 제어기는,
상기 제1 충전 제어가 개시됨에 따라 차속과 상기 제2 배터리의 온도에 기반하여 상기 냉각팬의 동작을 제어하는, 전동화 차량.
According to claim 6,
The removable battery unit further includes a cooling fan,
The second battery controller,
and controlling an operation of the cooling fan based on a vehicle speed and a temperature of the second battery when the first charging control is initiated.
제6 항에 있어서,
상기 차량 제어기는,
상기 제1 충전 제어의 수행을 결정한 후 상기 제1 배터리의 충전 상태가 목표 충전 상태에 도달하면 상기 제1 충전 제어를 중단하는, 전동화 차량.
According to claim 6,
The vehicle controller,
After determining to perform the first charging control, when the state of charge of the first battery reaches a target state of charge, the first charging control is stopped.
제11 항에 있어서,
상기 목표 충전 상태는,
상기 제1 배터리의 가용 에너지와 상기 제2 배터리의 가용 에너지를 기반으로 판단된 총 주행 가능거리보다 전체 경로가 긴 경우, 충전 예약 지점 또는 충전 가능 지점까지 도달 가능한 충전 상태를 포함하는, 전동화 차량.
According to claim 11,
The target state of charge is
When the total path is longer than the total driving distance determined based on the available energy of the first battery and the available energy of the second battery, an electrified vehicle including a charging state capable of reaching a charging reservation point or a charging point .
제6 항에 있어서,
상기 차량 제어기가 총 요구 제동량을 판단하면 유압 제동량과 회생 제동량을 판단하는 제동 제어기를 더 포함하되,
상기 차량 제어기는 상기 판단된 회생 제동량에 따른 회생 제동을 제어함에 있어 상기 제1 배터리의 에너지로 상기 제2 배터리를 충전하는 제2 충전 제어의 수행 여부를 판단하는, 전동화 차량.
According to claim 6,
Further comprising a braking controller for determining a hydraulic braking amount and a regenerative braking amount when the vehicle controller determines the total required braking amount,
Wherein the vehicle controller determines whether to perform second charging control for charging the second battery with energy of the first battery in controlling regenerative braking according to the determined regenerative braking amount.
제13 항에 있어서,
상기 차량 제어기는,
상기 제1 배터리가 충전 불가 상태이고 상기 제2 배터리가 충전 가능한 상태인 경우 상기 제2 충전 제어의 수행을 결정하는, 전동화 차량.
According to claim 13,
The vehicle controller,
and determining whether to perform the second charging control when the first battery is in a non-rechargeable state and the second battery is in a chargeable state.
제13 항에 있어서,
상기 차량 제어기는,
상기 제1 배터리의 충전 불가 상태에 따른 회생 에너지 손실과 상기 제1 배터리의 에너지로 상기 제2 배터리를 충전함에 따른 경로 손실을 비교하고, 상기 경로 손실이 작으면 상기 제1 배터리의 충전 상태가 목표 충전 상태가 될 때까지 상기 제2 충전 제어를 수행하는, 전동화 차량.
According to claim 13,
The vehicle controller,
The regenerative energy loss due to the non-charging state of the first battery and the path loss due to charging the second battery with the energy of the first battery are compared, and if the path loss is small, the state of charge of the first battery is a target An electrified vehicle that performs the second charging control until it is in a charged state.
제13 항에 있어서,
상기 제1 배터리 제어기는,
상기 제2 충전 제어가 수행됨에 따라 상기 회생 제동에 의한 회생 제동 실행량을 모니터링하고, 상기 실행량만큼 상기 제2 배터리가 충전되도록 제어하는, 전동화 차량.
According to claim 13,
The first battery controller,
As the second charging control is performed, an amount of regenerative braking by the regenerative braking is monitored, and the second battery is controlled to be charged by the amount of execution.
전동화 차량에 있어서,
모터 및 인버터를 구비하는 전력 구동부;
상기 전력 구동부와 전기적으로 연결되며, 제1 배터리 및 상기 제1 배터리를 제어하는 제1 배터리 제어기를 구비하되, 상기 전동화 차량에 고정식으로 배치된 메인 배터리부; 및
상기 전력 구동부와 전기적으로 연결되며, 커넥터를 구비하는 직류 변환기를 포함하되,
상기 제1 배터리 제어기는,
제2 배터리 및 상기 제2 배터리를 제어하는 제2 배터리 제어기를 구비하는 탈착식 배터리부가 상기 커넥터에 연결되면, 상기 제2 배터리 제어기가 출력하는 제2 배터리 정보를 획득하는, 전동화 차량.
In an electrified vehicle,
a power driver having a motor and an inverter;
a main battery unit that is electrically connected to the power driving unit and includes a first battery and a first battery controller that controls the first battery, and is fixedly disposed in the electrified vehicle; and
A DC converter electrically connected to the power driver and having a connector,
The first battery controller,
When a removable battery unit having a second battery and a second battery controller controlling the second battery is connected to the connector, second battery information output from the second battery controller is acquired.
제1 배터리 및 상기 제1 배터리를 제어하는 제1 배터리 제어기를 구비하되, 고정식으로 배치된 메인 배터리부를 포함하는 전동화 차량의 전원 관리 방법에 있어서,
상기 메인 배터리부와 전기적으로 연결된 직류 변환기의 커넥터에 제2 배터리 및 상기 제2 배터리를 제어하는 제2 배터리 제어기를 구비하는 탈착식 배터리부가 연결되는 단계;
상기 제2 배터리 제어기가 상기 제2 배터리에 대한 제2 배터리 정보를 출력하는 단계;
상기 제2 배터리 정보가 상기 직류 변환기를 거쳐 상기 제1 배터리 제어기에 획득되는 단계; 및
상기 제1 배터리 제어기에서 상기 제1 배터리에 대한 제1 배터리 정보와 상기 획득된 제2 배터리 배터리 정보를 기반으로 총 가용 에너지를 판단하는 단계를 포함하는, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
A power management method for an electric vehicle comprising a first battery and a first battery controller for controlling the first battery, the main battery unit being fixedly disposed, the method comprising:
connecting a removable battery unit having a second battery and a second battery controller controlling the second battery to a connector of a DC converter electrically connected to the main battery unit;
outputting, by the second battery controller, second battery information about the second battery;
acquiring the second battery information to the first battery controller through the DC converter; and
and determining total available energy based on the first battery information of the first battery and the obtained battery information of the second battery in the first battery controller.
제18항에 따른 전동화 차량의 전원 관리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.A computer readable recording medium recording a program for executing the power management method of an electric vehicle according to claim 18.
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